一种使用卫星定位技术进行车辆违章行为辨识的方法

1.一种使用卫星定位技术进行车辆违章行为辨识的方法，其特征是，利用车载终端上传的卫星定位数据和系统基准信息数据库预存的车辆班次信息、预定路线的轨迹坐标信息和各路段的限速值数据，比较车辆的即时行驶位置坐标与预定路线坐标以及采用计算坐标点间距离的方法来严格判断车辆的偏离路线行驶情况；比较车辆的行驶速度和各路段的限速值以及采用计算坐标点距离的方法来严格判断车辆的实时超速情况，并利用实时超速时长来判定车辆属于正常超速或者故意违章超速；比较车辆到达当前地点的实际时间和预定到达时间来判断车辆的过程超速情况；然后给出统计时间段内的选定车辆所发生偏离路线行驶行为的次数以及每次起止时间和时长，发生故意违章行驶行为的次数以及每次起止时间和超速时长，以及是否有过程超速情况存在；该使用卫星定位技术进行车辆违章行为辨识的方法应用的设备包括具有数据库软件的监控中心系统和车载终端，车载终端安装在车辆上且与监控中心系统之间实现动态监控数据的传输；其具体方法如下：
1)、卫星定位规定行驶路线、规定到达时间基准信息采集，利用已安装车载终端的车辆，按照规定路线完成全程行驶，或者现有系统累积的历史运行数据，从而获取全程路段行驶基准参考数据建立监控中心系统基准信息数据库，每一条基准参考数据至少包括如下参数：时间、经纬度、车速、卫星定位方向和卫星定位里程，相邻的两条基准参考数据时间间隔是在1至3秒之间尽可能取小值，完成全里程的卫星定位信息采集；同时根据各路段规定的限速控制全程的行驶车速符合要求，结合数据库中完整信息，根据实际情况分别在监控中心系统软件上设置并保存车辆信息、规定行驶路线、各行驶路段的分段限速信息和行驶路线上已采集坐标点的预定到达时间信息；所述预定到达时间理论值根据分段限速信息进行计算,如果班线发车时间有调整，可根据实际时间进行动态修正；其中各行驶路段的分段限速信息可根据各省市制定出台的省内道路分段限速方案，结合电子地图的坐标信息获取工具确定各分段限速起始坐标点信息，并与监控中心系统基准信息数据库中已获取路线详细坐标信息进行匹配，确定各分段限速路段的坐标范围及其具体限速值；
2)、车辆实时行驶数据的接收与处理，步骤如下：
步骤1，监控中心系统软件依次接收由车载终端依次上传的数据，每次接收的数据设定为一条行驶数据，每条行驶数据中都至少包括有时间、经纬度、车速、卫星定位方向和卫星定位里程；
步骤2，监控中心系统软件逐条判断该条卫星定位数据是否位于规定行驶路线的预定范围内，如在预定范围则执行步骤3，否则将该条卫星定位数据存储进入偏离路线记录数据库；
步骤3，在基准信息数据库中查找出该条卫星定位数据所处分段的限速值，判断车辆的当前行驶速度值是否大于该分段的限速值，如是则将该条卫星定位数据存储进入实时超速记录数据库；
步骤4，在基准信息数据库中查找出该条卫星定位数据的卫星定位坐标点对应的预定到达时间，该卫星定位坐标点的预定到达时间计算按照预定到达时间理论值计算方法能够计算得出，比较车辆在该条卫星定位数据的卫星定位坐标点的实际到达时间和预定到达时间，来判断和统计车辆的过程超速情况；如实际到达时间早于预定到达时间，则将该条卫星定位数据存储进入过程超速记录数据库，该车辆过程超速次数增1；
3)、车辆偏离规定路线行驶行为的判断依据方法：依据当前时间点由车载终端回传的车辆实时行驶数据，获取车辆当前行驶所在位置的卫星定位坐标点A的信息，在基准信息数据库中对规定路线的坐标信息进行遍历，找到与该卫星定位坐标点A的球面距离最近的两点B、C，并得到点A与B、C两点之间的球面距离值AB和AC，再计算B、C的球面距离值BC，判断(AB+AC)/BC的比值是否在预定值范围内，如果超出预定值则判断该条行驶数据为偏离路线行驶数据，并将该条行驶数据存储进入偏离路线记录数据库；
球面距离计算公式：
D(x1,y1,x2,y2)＝R*arccos(sin(x1)*sin(x2)+cos(x1)*cos(x2)*cos(y1-y2))x1、x2是纬度值,y1、y2是经度值，R为地球半径；
4)、车辆偏离规定路线行驶行为的判断与统计，步骤如下：
步骤1，依据要统计的车辆信息和时间段在偏离路线记录数据库中查询得出该车辆在该时间段内的全部偏离规定路线状态行驶数据记录，记录数为n，其中n>1；
步骤2，设定获取的行驶记录序号为i，令i＝1；当i步骤3，取出两条待对比条行驶记录的坐标数据；
步骤4，利用坐标点球面距离计算公式，计算出两条记录坐标点的球面距离，设定阈值，如果超出阈值，则取出第i条记录的时间，设定为该次偏离规定路线行驶行为的结束时间，记录数和偏离次数自增1，生成本次偏离情况记录并发送至系统报表供用户查看，并执行步骤2；否则执行步骤5；
步骤5，如果偏离路线起始时间t1为初始值0时，将第i条行驶记录的行驶时间设定为该次偏离规定路线行驶行为的开始时间，并设定下一条行驶记录为对比条行驶记录，即i＝i+1；
步骤6，当i步骤7，将对比条行驶记录的上一条行驶记录的行驶时间设定为该次偏离规定路线行驶行为的结束时间t2，计算该次偏离规定路线行驶行为开始、结束时间之间的偏离路线行为时长Δt，偏离次数自增1，生成本次偏离情况记录并发送至系统报表供用户查看，退出统计步骤；
5)、车辆实时违章超速行驶行为的判断与统计，步骤如下：
步骤1，依据要统计的车辆信息和时间段在实时超速记录数据库中查询得出该车辆在该时间段内的全部超速行驶数据记录，记录数为n，其中n>1；
步骤2，设定获取的行驶记录序号为i，令i＝1；当i步骤3，取出两条待对比条行驶记录的坐标数据；
步骤4，利用坐标点球面距离计算公式，计算出两条记录坐标点的球面距离，设定阈值，如果超出阈值，则取出第i条记录的时间，设定为该次超速行驶行为的结束时间，记录数自增1；计算该次超速行驶行为的持续时间Δt，如果Δt>δ，则确定为实时超速违章行为的发生，违章超速行为次数自增1，记录实时超速违章行为信息并发送至系统报表供用户查看，并执行步骤2；否则执行步骤5；
步骤5，如果超速行驶行为起始时间t1为初始值0时，将第i条行驶记录的行驶时间设定为该次超速行驶行为的开始时间，并设定下一条行驶记录为对比条行驶记录，即i＝i+1；
步骤6，当i步骤7，将对比条行驶记录的上一条行驶记录的行驶时间设定为该次超速行驶行为的结束时间t2，计算该次超速行驶行为的持续时间Δt，如果Δt>δ，δ是违章超速行为界定时长，则确定为实时超速违章行为的发生，违章超速行为次数自增1，记录实时超速违章行为信息并发送至系统报表供用户查看，退出统计步骤；
6)、违章行为的判断与结果信息存储，将每一次判断得到的有效偏离路线行驶结果信息分别作为一条独立的记录存入偏离路线行驶记录表，单条记录信息主要包括：偏离路线行驶开始时间、结束时间、偏离时长、偏离起始坐标点、偏离结束坐标点、本次偏离行为累计行驶里程；将每一次判断得到的违章超速行驶结果信息分别作为一条独立的记录存入违章超速行驶记录表，单条记录信息主要包括：违章超速行驶开始时间、结束时间、违章超速行驶时长、违章超速起始坐标点、违章超速结束坐标点、本次违章超速行为累计行驶里程；将每一次判断得到的过程超速行驶结果信息分别作为一条独立的记录存入过程超速行驶记录表；其中偏离起始坐标点和偏离结束坐标点、违章超速起始坐标点和违章超结束坐标点用于在系统GIS地图引擎上回放绘制偏离路线行驶或者违章超速行为的轨迹使用；利用偏离路线行驶记录表、过程超速行驶记录表中的记录信息，系统生成相关报表，供用户下载和查看使用；
7)、违章行为信息统计与处理，依据要统计的车辆信息和时间段在偏离路线记录数据库中查询得出该车辆在该时间段内的全部偏离规定路线状态行驶数据记录，根据数据记录的条数和时间参数，利用车辆偏离规定路线行驶行为的判断与统计方法来统计出汽车在该时间段内的偏离规定路线行驶行为次数和每次违章行为起止时间、累积时长；依据当前时间点由车载终端回传的卫星定位数据，在过程超速记录数据库中查询该车辆在该时间段内是否有过程超速记录数据，如是则确定该车辆可能存在实时超速记录；依据要统计的车辆信息和时间段在实时超速记录数据库中查询得出该车辆在该时间段内的全部实时超速记录数据，根据数据记录的条数和时间，利用实时违章超速行驶行为判断与统计来判断统计出该汽车在该时间段内的违章超速行驶次数和每次违章超速行驶行为起止时间、累积时长。
2.根据权利要求1所述的一种使用卫星定位技术进行车辆违章行为辨识的方法，其特征是，预定到达时间理论值计算方法：根据分段限速的最高速度值作为具体路段限速值，结合具体路段的具体坐标点的行驶里程值，可得：
当前路段判断可根据当前坐标点在全路段坐标数据库中遍历查询来判定。
3.根据权利要求1所述的一种使用卫星定位技术进行车辆违章行为辨识的方法，其特征是，所述车辆偏离规定路线行驶行为的判断与统计和车辆实时违章超速行驶行为的判断与统计步骤中，在设定下一条行驶记录为对比条行驶记录之前都还包括有：步骤A，判断该对比条行驶记录是否为最后一条行驶记录，如果是，则执行步骤B，如果否，则设定下一条行驶记录为对比条行驶记录；步骤B，退出统计步骤。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种使用卫星定位技术进行车辆违章行为辨识的方法，其特征是，该方法得到的判断结果的地图展现，根据车辆信息、偏离路线行驶开始时间、偏离路线行驶结束时间和时长结合行驶记录在中心系统的地图引擎上查看偏离规定路线行驶行为过程中的汽车行驶轨迹；根据车辆信息、实时违章超速行驶开始时间、实时违章超速行驶结束时间和时长结合行驶记录在中心系统的地图引擎上查看实时违章超速行为过程中的汽车行驶轨迹。

一种使用卫星定位技术进行车辆违章行为辨识的方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种使用卫星定位技术进行车辆违章行为辨识的方法和系统。\n背景技术\n[0002] 目前国内道路旅客运输企业基本建有基于卫星定位技术的动态监控管理系统，实现对车辆行驶过程的实时监控和数据存储。企业的安全管理部门通常都需要检查和统计车辆违章驾驶行为，以便于对车辆和驾驶员情况进行有效的监控管理。分析表明，不按规定路线行驶、超速等情况是车辆运行过程中常见的违章现象，是车辆引发交通事故的主要隐患。如何利用技术手段，实时监控或者利用历史数据判断和统计分析上述违章行为，有助于企业实现安全生产的智能动态监管和评价，提升企业安全管理水平。现有采用的统计、检查方法，在车辆偏离规定路线行驶和超速行为监管方面多是利用车载终端内置的路线、速度等基础数据进行比对，该种方法需要终端本身具有较大的信息存储空间和处理能力，一般此类终端的成本也相对较高。本发明提出在上位机软件系统中采用一种简便可靠的违章行为辨识方法，对终端和平台的运算性能要求较低，算法实现简单易行，并在实例中得以验证。同时克服了传统检查方法如派车跟踪车辆或派员工车上监督记录，所存在的检测不方便，检测费用高，检测不准，统计、稽查麻烦、费时、成本高的不足。即便是已建监控平台的单位，因其终端监控人员没有时间和精力一直监测着车辆实时数据，检查覆盖面有限，没有有效的方法加以控制，因此利用实时数据进行违章行为实时监控处理，同时结合历史监控数据进行事后统计分析也是一种有效手段。\n[0003] 现有已公开专利中，如授权公告号CN 101398973B在判断和分析车辆偏离规定路线行驶时，仅说明利用计算当前行驶坐标点到规定路线的距离来判断，未给出具体计算公式和程序实现方法；超速判断也仅给出实时运行过程中对即时超速情况的判断和记录，在区分是否故意违章(正常超车应不列为故意违章)方面存在不足；另一方面，参照欧美发达国家对于营运车辆运行监控管理的模式，对于车辆行驶超速行为的管理过程中不应只限于实时速度的监控，对行驶全过程的平均速度控制也很重要，即关注细节的同时也需要抓整体管控，达到全面安全监管的目的。本发明正是基于这一思路提出。\n[0004] 授权公告号CN 101398973B的专利中，主要是从数据库中查询获取统计时间内的偏离路线行驶或者超速记录，仅简单计算首条和末条记录时间，将所有记录归为一次偏离路线或者超速行为，而实际上驾驶员行驶过程中可能存在着多次偏离路线行驶或者超速行驶的行为，特别针对于超速情况，更需要区分某次超速的整个过程是属于驾驶员正常超车产生的超速，还是其故意违章超速行驶。这就需要一种方法能够有效判断在统计时间内有多少次偏离路线或者违章超速行为的发生及详细信息，本发明提出的方法能够有效弥补上述发明存在的问题。\n发明内容\n[0005] 本发明提供一种使用卫星定位技术进行车辆违章行为辨识的方法，以解决传统技术所存在的以往仅靠人力现场检查纠正，已建监控平台的终端监控人员无法一直监测车辆实时数据，检查覆盖面有限，没有有效的方法控制驾驶员行车过程中存在的偏离规定行驶路线、违章超速行驶等技术问题，并有效分离出一次查询统计过程中多次违章行为，能够区分正常超速(如超车)和违章超速等行为，实现了对“过程超速”的监控。\n[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：\n[0007] 一种使用卫星定位技术进行车辆违章行为辨识的方法，利用车载终端上传的卫星定位数据和系统基准信息数据库预存的车辆班次信息、预定路线的轨迹坐标信息和各路段的限速值等数据，比较车辆的即时行驶位置坐标与预定路线坐标以及采用计算坐标点间距离的方法来严格判断车辆的偏离路线行驶情况；比较车辆的行驶速度和各路段的限速值以及采用计算坐标点距离的方法来严格判断车辆的实时超速情况，并利用实时超速时长来判定车辆属于正常超速或者故意违章超速；比较车辆到达当前地点的实际时间和预定到达时间来判断车辆的过程超速情况；然后给出统计时间段内的选定车辆所发生偏离路线行驶行为的次数以及每次起止时间和时长等，发生故意违章行驶行为的次数以及每次起止时间和超速时长等，以及是否有过程超速情况存在。\n[0008] 该使用卫星定位技术进行车辆违章行为辨识的方法应用的设备包括具有数据库软件的监控中心系统和车载终端，车载终端安装在车辆上且与监控中心系统之间实现动态监控数据的传输；其具体方法如下：\n[0009] 1)、卫星定位规定行驶路线、规定到达时间基准信息采集，利用已安装车载终端的车辆，按照规定路线完成全程行驶，或者现有系统累积的历史运行数据，从而获取全程路段行驶基准参考数据建立监控中心系统基准信息数据库，每一条基准参考数据至少包括如下参数：时间、经纬度、车速、卫星定位方向和卫星定位里程，相邻的两条基准参考数据时间间隔是在1至3秒之间尽可能取小值，完成全里程的卫星定位信息采集；同时根据各路段规定的限速控制全程的行驶车速符合要求，结合数据库中完整信息，根据实际情况分别在监控中心系统软件上设置并保存车辆信息、规定行驶路线、各行驶路段的分段限速信息和行驶路线上已采集坐标点的预定到达时间信息。所述预定到达时间理论值根据分段限速信息进行计算,如果班线发车时间有调整，可根据实际时间进行动态修正；其中各行驶路段的分段限速信息可根据各省市制定出台的省内道路分段限速方案，结合电子地图的坐标信息获取工具确定各分段限速起始坐标点信息，并与监控中心系统基准信息数据库中已获取路线详细坐标信息进行匹配，确定各分段限速路段的坐标范围及其具体限速值；\n[0010] 2)、车辆实时行驶数据的接收与处理，步骤如下：\n[0011] 步骤1，监控中心系统软件依次接收由车载终端依次上传的数据，每次接收的数据设定为一条行驶数据，每条行驶数据中都至少包括有时间、经纬度、车速、卫星定位方向和卫星定位里程；\n[0012] 步骤2，监控中心系统软件逐条判断该条卫星定位数据是否位于规定行驶路线的预定范围内，如在预定范围则执行步骤3，否则将该条卫星定位数据存储进入偏离路线记录数据库；\n[0013] 步骤3，在基准信息数据库中查找出该条卫星定位数据所处分段的限速值，判断车辆的当前行驶速度值是否大于该分段的限速值，如是则将该条卫星定位数据存储进入实时超速记录数据库；\n[0014] 步骤4，在基准信息数据库中查找出该条卫星定位数据的卫星定位坐标点对应的预定到达时间，该卫星定位坐标点的预定到达时间计算按照预定到达时间理论值计算方法能够计算得出，比较车辆在该条卫星定位数据的卫星定位坐标点的实际到达时间和预定到达时间，来判断和统计车辆的过程超速情况；如实际到达时间早于预定到达时间，则将该条卫星定位数据存储进入过程超速记录数据库，该车辆过程超速次数增1；\n[0015] 3)、车辆偏离规定路线行驶行为的判断依据方法：依据当前时间点由车载终端回传的车辆实时行驶数据，获取车辆当前行驶所在位置的卫星定位坐标点A的信息，在基准信息数据库中对规定路线的坐标信息进行遍历，找到与该卫星定位坐标点A的球面距离最近的两点B、C，并得到点A与B、C两点之间的球面距离值AB和AC，再计算B、C的球面距离值BC，判断(AB+AC)/BC的比值是否在预定值范围内，如果超出预定值则判断该条行驶数据为偏离路线行驶数据，并将该条行驶数据存储进入偏离路线记录数据库。\n[0016] 球面距离计算公式：\n[0017] D(x1,y1,x2,y2)＝R*arccos(sin(x1)*sin(x2)+cos(x1)*cos(x2)*cos(y1-y2))[0018] x1、x2是纬度值,y1、y2是经度值，R为地球半径；\n[0019] 4)、车辆偏离规定路线行驶行为的判断与统计，步骤如下：\n[0020] 步骤1，依据要统计的车辆信息和时间段在偏离路线记录数据库中查询得出该车辆在该时间段内的全部偏离规定路线状态行驶数据记录，记录数为n，其中n>1；\n[0021] 步骤2，设定获取的行驶记录序号为i，令i＝1。当i1；\n[0029] 步骤2，设定获取的行驶记录序号为i，令i＝1。当iδ，，δ是违章超速行为界定时长，则确定为实时超速违章行为的发生，违章超速行为次数自增1，记录实时超速违章行为信息并发送至系统报表供用户查看，并执行步骤2；否则执行步骤5；\n[0032] 步骤5，如果超速行驶行为起始时间t1为初始值0时，将第i条行驶记录的行驶时间设定为该次超速行驶行为的开始时间，并设定下一条行驶记录为对比条行驶记录，即i＝i+1；\n[0033] 步骤6，当iδ，则确定为实时超速违章行为的发生，违章超速行为次数自增1，记录实时超速违章行为信息并发送至系统报表供用户查看，退出统计步骤；\n[0035] 6)、违章行为的判断与结果信息存储，将每一次判断得到的有效偏离路线行驶结果信息分别作为一条独立的记录存入偏离路线行驶记录表，单条记录信息主要包括：偏离路线行驶开始时间、结束时间、偏离时长、偏离起始坐标点、偏离结束坐标点、本次偏离行为累计行驶里程；将每一次判断得到的违章超速行驶结果信息分别作为一条独立的记录存入违章超速行驶记录表，单条记录信息主要包括：违章超速行驶开始时间、结束时间、违章超速行驶时长、违章超速起始坐标点、违章超速结束坐标点、本次违章超速行为累计行驶里程；将每一次判断得到的过程超速行驶结果信息分别作为一条独立的记录存入过程超速行驶记录表；其中偏离起始坐标点和偏离结束坐标点、违章超速起始坐标点和违章超速结束坐标点用于在系统GIS地图引擎上回放绘制偏离路线行驶或者违章超速行为的轨迹使用利用偏离路线行驶记录表、过程超速行驶记录表中的记录信息，系统生成相关报表，供用户下载和查看使用；\n[0036] 7)、违章行为信息统计与处理，依据要统计的车辆信息和时间段在偏离路线记录数据库中查询得出该车辆在该时间段内的全部偏离规定路线状态行驶数据记录，根据数据记录的条数和时间参数，利用车辆偏离规定路线行驶行为的判断与统计方法来统计出汽车在该时间段内的偏离规定路线行驶行为次数和每次违章行为起止时间、累积时长；依据当前时间点由车载终端回传的卫星定位数据，在过程超速记录数据库中查询该车辆在该时间段内是否有过程超速记录数据，如是则确定该车辆可能存在实时超速记录；依据要统计的车辆信息和时间段在实时超速记录数据库中查询得出该车辆在该时间段内的全部实时超速记录数据，根据数据记录的条数和时间，利用实时违章超速行驶行为判断与统计来判断统计出该汽车在该时间段内的违章超速行驶次数和每次违章超速行驶行为起止时间、累积时长。\n[0037] 所述的一种使用卫星定位技术进行车辆违章行为辨识的方法，预定到达时间理论值计算方法：根据分段限速的最高速度值作为具体路段限速值，结合具体路段的具体坐标点的行驶里程值，可得：\n[0038] \n[0039] 当前路段判断可根据当前坐标点在全路段坐标数据库中遍历查询来判定。\n[0040] 所述的一种使用卫星定位技术进行车辆违章行为辨识的方法，所述车辆偏离规定路线行驶行为的判断与统计和车辆实时违章超速行驶行为的判断与统计步骤中，在设定下一条行驶记录为对比条行驶记录之前都还包括有：步骤A，判断该对比条行驶记录是否为最后一条行驶记录，如果是，则执行步骤B，如果否，则设定下一条行驶记录为对比条行驶记录；步骤B，退出统计步骤。\n[0041] 所述的一种使用卫星定位技术进行车辆违章行为辨识的方法，该方法得到的判断结果的地图展现，根据车辆信息、偏离路线行驶开始时间、偏离路线行驶结束时间和时长结合行驶记录在中心系统的地图引擎上查看偏离规定路线行驶行为过程中的汽车行驶轨迹；\n根据车辆信息、实时违章超速行驶开始时间、实时违章超速行驶结束时间和时长结合行驶记录在中心系统的地图引擎上查看实时违章超速行为过程中的汽车行驶轨迹。\n[0042] 本发明的优点与积极效果如下：能有效排除局部干扰点，准确判断得出真实的违章超速和偏离行驶路线行为。特别是在车辆偏离规定路线行驶行为判断与统计算法、车辆实时违章超速行驶行为的判断与统计算法的实现上，仅针对于已甄别获得的原始偏离路线行驶记录和超速行驶记录进行计算处理，这一点不同于传统已有发明技术中采用遍历数据库中全部行驶记录进行判断的方式，故而能够显著降低数据处理量，提高处理速度并给出可靠结果。\n附图说明\n[0043] 图1是本发明的系统原理示意图。\n[0044] 图2是本发明方法的统计车辆偏离规定路线行驶行为次数和详细信息的步骤的流程示意图。\n[0045] 图3是本发明方法的统计车辆违章超速行驶行为次数和详细信息的步骤的流程示意图。\n[0046] 图4是本发明的球面距离计算公式示意图。\n具体实施方式\n[0047] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。\n[0048] 请参阅图1，图1绘示了的一较佳实施例的发明系统的原理示意图。本发明是以长途客车管理系统为例，但并不以此为限，可以延伸至货运车辆管理系统等其他相关应用领域。该长途客车管理系统包括一中心系统及一车载终端。该车载终端设于长途客车上，主要负责：(1)、接收卫星定位信号；(2)、接收车辆的各种信号(如制动、油耗、车门开关、摄像头等)；(3)、与中心系统之间的通讯，该通讯采用无线网络通信或3G无线通信技术。该中心系统是一套安装在中心服务器上的软件系统，负责：(1)、与车载终端之间的通讯，用于给车载终端下发指令，接收车载终端上传的数据；(2)、为管理员提供操作界面，例如以MapABC作为地图引擎，将车辆的运行状态信息、驾驶人员信息、车辆技术状况信息、班线信息包括行驶路线、行驶时间、路段限速等信息进行集成应用，可以图表的方式显示上述各类信息，展现车辆的各种行驶特性，对违章等异常状况进行警示。也可将上述信息存储进入数据库，整体功能可实现实时监控管理和事后统计分析。\n[0049] 中心系统主要包括：一与车载终端通讯的无线网络通信前置机、一处理和存取数据的网管服务器、一人机交互的应用程序服务器及一存储数据的数据库。这四部分在功能上衔接，在逻辑上独立，故可以安装在一台服务器上，也可以安装在多台服务器上，考虑到系统接入的车载终端较多，数据量处理较大，故建议安装在不同的服务器上，以提高效率。\n其中，网管服务器、卫星定位系统前置机及应用程序服务器，系统可为Windows2000以上各版本操作系统,无线网络通信前置机必须安装在有公网IP的机器上。中心系统各设备间可实现正常的局域网连接，如果无线网络通信前置机、网管服务器及应用程序服务器不在同一个局域网的同一网段内，则需要所在的机器上安装网关。车载终端至少包括一卫星定位系统模块和一无线网络通信模块。无线网络通信模块用于和中心系统的无线网络通信前置机进行数据传输。卫星定位系统模块用于接收卫星定位信号，包括时间、经度、纬度等信息，以显示车辆行驶时间与轨迹，通过无线网络通信模块向中心系统输出当前位置，本实施例中卫星定位系统模块以一秒钟为间隔输出当前位置。本发明在实施前需要在中心系统的操作终端上注册该车辆，并正确配置所有必须的车载终端的参数。\n[0050] 上述的中心系统按功能模块划分，可包括有规定行驶路线、规定到达时间基准信息的获取与设置模块、车辆实时行驶数据的接收与处理模块、车辆偏离规定路线行驶行为判断与统计模块、车辆实时违章超速行驶行为的判断与统计模块、违章行为信息统计与处理模块和报表生成模块。\n[0051] 规定行驶路线、规定到达时间基准信息的获取与设置模块，它在中心系统上为企业监管人员提供用于设置车辆班次信息、规定行驶路线及各路段限定速度、车辆规定到达时间的功能，车辆班次信息主要包括车辆ID(如车牌信息)、路线ID、出发时间、到达时间等，规定行驶路线为管理人员在GIS地图上和数据库中标定的一系列详细路线数据，包括坐标、对应限速值、预定到达时间等。\n[0052] 车辆实时行驶数据的接收与处理模块，监控中心系统软件依次接收由车载终端依次上传的数据，每次接收的数据设定为一条行驶数据，每条行驶数据中都至少包括有时间、经纬度、车速、卫星定位方向、卫星定位里程等数据；\n[0053] 监控中心系统软件逐条判断该条卫星定位数据是否位于规定行驶路线的预定范围内，如在预定范围则执行下一步骤，否则将该条数据存储进入偏离路线记录数据库；\n[0054] 在数据库中查找出该条卫星定位数据所处分段的限速值，判断车辆的当前行驶速度值是否大于该分段的限速值，如是则将该条数据存储进入实时超速记录数据库；\n[0055] 在数据库中查找出该条卫星定位数据的预定到达时间，利用本发明提出的预定到达时间理论值计算方法，计算得出该位置点预定到达时间，比较车辆在该条卫星定位坐标点的实际到达时间和预定到达时间，来判断和统计车辆的过程超速情况。如实际到达时间早于预定到达时间，则将该条数据存储进入过程超速记录数据库，该车辆过程超速次数增\n1；\n[0056] 车辆偏离规定路线行驶行为判断与统计模块，它是在数据库中查询车辆从统计起始时间到截止时间内的全部偏离规定路线行驶记录，从第一条开始，判断每条记录和下一条记录，获取各记录中的地理坐标信息，利用球面距离计算公式计算两条记录的地理距离，如在设定阈值内，则视为属于同一次偏离规定路线行驶行为，依次读取选定记录集中剩余记录，直到最后一条记录。期间如果有两条相邻记录大于设定阈值，则视为该次偏离规定路线行驶行为结束。取本次行为的第一条记录的时间为偏离起始时间，最后一条记录的时间为偏离终止时间，终止时间与起止时间的时间差即为偏离持续时长。最终可以得出统计时间内发生过的偏离规定路线行驶行为的总次数，以及每次偏离行为的详细信息，包括偏离起止时间和持续时长。\n[0057] 车辆实时违章超速行驶行为的判断与统计模块，它是在数据库中查询车辆从统计起始时间到截止时间内的全部超速行驶记录，从第一条开始，判断每条记录和下一条记录，获取各记录中的地理坐标信息，利用球面距离计算公式计算两条记录的地理距离，如在设定阈值内，则视为属于同一次超速行驶行为，依次读取选定记录集中剩余记录，直到最后一条记录。期间如果有两条相邻记录大于设定阈值，则视为该次超速行驶行为结束。取本次行为的第一条记录的时间为超速起始时间，最后一条记录的时间为超速终止时间，终止时间与起止时间的时间差即为超速持续时长。根据预先设定的超速时长判断阈值，可以确定本次超速行为是属于正常超速(如正常超车)还是属于故意违章超速行为。最终可以得出统计时间内发生过的违章超速行驶行为的总次数，以及每次违章超速行为的详细信息，包括违章超速起止时间和持续时长。\n[0058] 违章行为信息统计与处理模块，依据要统计的车辆信息和时间段在偏离路线记录数据库中查询得出该车辆在该时间段内的全部偏离规定路线状态行驶数据记录，根据数据记录的条数和时间等信息，利用车辆偏离规定路线行驶行为的判断与统计方法可统计出该汽车在该时间段内的偏离规定路线行驶行为次数和每次违章行为起止时间、累积时长；\n[0059] 依据当前时间点由车载终端回传的卫星定位数据，在过程超速记录数据库中查询该车辆在该时间段内是否有过程超速记录数据，如是则确定该车辆可能存在实时超速记录；\n[0060] 依据要统计的车辆信息和时间段在实时超速记录数据库中查询得出该车辆在该时间段内的全部实时超速记录数据，根据数据记录的条数和时间等信息，利用实时违章超速行为判断与统计方法可判断统计出该汽车在该时间段内的违章超速行驶次数和每次违章超速行驶行为起止时间、累积时长；\n[0061] 对于正在路线上行驶的车辆进行监控，首先可根据车辆当前所在坐标点，判断是否有偏离规定路线行驶行为，然后再检查是否存在过程超速违章行为，无论是否发生过程超速违章行为，均可检查是否存在实时违章超速行为。\n[0062] 同理，本模块可通过查询历史数据库，统计出某汽车在过去某一具体时间段内的：\n①偏离规定路线行驶行为次数和每次违章行为起止时间、时长；②过程超速情况；③违章超速行驶次数和每次违章超速行驶行为起止时间、累积时长。\n[0063] 结合三项违章行为判别指标可实时或者事后确定需重点监控的车辆及驾驶人员，同时可通过数据接口在系统数据库中调取人员信息，以备后续安全教育或处理。\n[0064] 报表生成模块，它提供用户操作界面，用户可以选择某车辆或某分组，及统计的起始日期和截止日期，报表生成模块将上述参数传给数据库中的统计存储过程，存储过程返回数据表，包含字段车辆ID、偏离/违章超速起始时间、偏离/违章超速终止时间、偏离/违章超速持续时长。\n[0065] 该方法应用的系统如上所描述，并包括规定行驶路线、规定到达时间基准信息的获取与设置步骤、车辆实时行驶数据的接收与处理步骤、车辆偏离规定路线行驶行为判断与统计步骤、车辆实时违章超速行驶行为的判断与统计步骤、违章行为信息统计与处理步骤和报表生成步骤。\n[0066] 规定行驶路线、规定到达时间基准信息的获取与设置步骤包括：\n[0067] 首先利用已安装车载终端的车辆，按照规定路线完成全程行驶并完成全里程的卫星定位信息采集(包括且不限于时间、经纬度、车速、卫星定位方向、卫星定位里程等数据)，采集过程中车载终端设定的采集频率应尽可能高(≥1HZ)、通信状态良好以保障采集数据的完整性和精准性。同时根据各路段规定的限速控制全程的行驶车速符合要求。\n[0068] 在监控中心系统软件中输入信息采集车辆的班次基本信息，该班次基本信息包括班次名称、路线名称、发车时间、到达时间、车辆分组以及车辆牌照等；\n[0069] 利用多次全程采集获取的数据(或者现有系统累积的历史运行数据)经过异常值剔除和平均处理后获取代表性数据，建立监控中心系统基准信息数据库。结合数据库中完整信息，根据实际情况分别在监控中心系统软件上设置并保存车辆信息、规定行驶路线、各行驶路段的分段限速信息和行驶路线上已采集坐标点的预定到达时间(预定到达时间理论值可根据分段限速信息等进行计算，如果班线发车时间有调整，可根据实际时间进行动态修正)。所有路线信息均由事先定频率和按照规定行驶速度采集的一系列坐标点信息组成。\n[0070] 各行驶路段的分段限速信息可根据各省市制定出台的省内道路分段限速方案，结合电子地图等坐标信息获取工具确定各分段限速起始坐标点信息，并与上一步骤已获取路线详细坐标信息进行匹配，确定各分段限速路段的坐标范围及其具体限速值。\n[0071] 将对应的班次基本信息与匹配的路线信息和分段限速信息统一存入基准信息数据库。\n[0072] 车辆实时行驶数据的接收与处理步骤包括：\n[0073] 步骤1，监控中心系统软件依次接收由车载终端依次上传的数据，每次接收的数据设定为一条行驶数据，每条行驶数据中都至少包括有时间、经纬度、车速、卫星定位方向、卫星定位里程等数据；\n[0074] 步骤2，监控中心系统软件逐条判断该条卫星定位数据是否位于规定行驶路线的预定范围内，如在预定范围则执行步骤3，否则将该条数据存储进入偏离路线记录数据库；\n[0075] 步骤3，在数据库中查找出该条卫星定位数据所处分段的限速值，判断车辆的当前行驶速度值是否大于该分段的限速值，如是则将该条数据存储进入实时超速记录数据库；\n[0076] 步骤4，在数据库中查找出该条卫星定位数据的预定到达时间，利用本发明提出的预定到达时间理论值计算方法，计算得出该位置点预定到达时间，比较车辆在该条卫星定位坐标点的实际到达时间和预定到达时间，来判断和统计车辆的过程超速情况。如实际到达时间早于预定到达时间，则将该条数据存储进入过程超速记录数据库，该车辆过程超速次数增1。\n[0077] 预定到达时间理论值计算方法：根据分段限速的最高速度值作为具体路段限速值，结合具体路段的具体坐标点的行驶里程值，可得：\n[0078] \n[0079] 当前路段判断可根据当前坐标点在全路段坐标数据库中遍历查询来判定。\n[0080] 车辆偏离规定路线行驶行为的判断依据方法：\n[0081] 参见图4，依据当前时间点由车载终端回传的车辆实时行驶数据，获取车辆当前行驶所在位置的卫星定位坐标点A的信息，在基准信息数据库中对规定路线的坐标信息进行遍历，找到与该坐标点的球面距离最近的两点B、C，并得到点A与B、C两点之间的球面距离值AB和AC，再计算B、C的球面距离值BC，判断(AB+AC)/BC的比值是否在预定值范围内，如果超出预定值则判断该条行驶数据为偏离路线行驶数据，并将该条数据存储进入偏离路线记录数据库。\n[0082] 球面距离计算公式：\n[0083] D(x1,y1,x2,y2)＝R*arccos(sin(x1)*sin(x2)+cos(x1)*cos(x2)*cos(y1-y2))[0084] x1,y1是纬度\经度的弧度单位，R为地球半径；\n[0085] 车辆偏离规定路线行驶行为判断与统计步骤包括：\n[0086] 步骤1，依据要统计的车辆信息和时间段在偏离路线记录数据库中查询得出该车辆在该时间段内的全部偏离规定路线状态行驶数据记录，记录数为n(n>1)；\n[0087] 步骤2，设定获取的行驶记录序号为i，令i＝1。当i1)；\n[0097] 步骤2，设定获取的行驶记录序号为i，令i＝1。当iδ，则确定为实时超速违章行为的发生，违章超速行为次数自增1，记录实时超速违章行为信息并发送至系统报表供用户查看，并执行步骤2；否则执行步骤5；\n[0100] 步骤5，如果超速行驶行为起始时间t1为初始值0时，将第i条行驶记录的行驶时间设定为该次超速行驶行为的开始时间，并设定下一条行驶记录为对比条行驶记录，即i＝i+1；\n[0101] 步骤6，当iδ，则确定为实时超速违章行为的发生，违章超速行为次数自增1，记录实时超速违章行为信息并发送至系统报表供用户查看，退出统计步骤；\n[0103] 本方法能够自动判断选定的实时超速行驶记录集中真正发生违章超速行驶行为的次数，以及每次行为的详细信息记录。该记录包含的信息有：车辆信息(如车牌号码)、本次违章超速行驶行为属于本统计过程中发生的第几次、本次违章超速行驶行为的起止和持续时间。这些信息能够直接存入数据库为用户查看。\n[0104] 其中，在统计步骤中，在设定下一条行驶记录为对比条行驶记录之前都还包括有：\n步骤A，判断该对比条行驶记录是否为最后一条行驶记录，如果是，则执行步骤B，如果否，则设定下一条行驶记录为对比条行驶记录；步骤B，退出统计步骤。\n[0105] 违章行为信息统计与处理步骤包括：\n[0106] 步骤1，依据要统计的车辆信息和时间段在偏离路线记录数据库中查询得出该车辆在该时间段内的全部偏离规定路线状态行驶数据记录，根据数据记录的条数和时间等信息，利用车辆偏离规定路线行驶行为的判断与统计方法来统计出该汽车在该时间段内的偏离规定路线行驶行为次数和每次违章行为起止时间、累积时长；\n[0107] 步骤2，依据当前时间点由车载终端回传的卫星定位数据，在过程超速记录数据库中查询该车辆在该时间段内是否有过程超速记录数据，如是则确定该车辆可能存在实时超速记录；\n[0108] 步骤3，依据要统计的车辆信息和时间段在实时超速记录数据库中查询得出该车辆在该时间段内的全部实时超速记录数据，根据数据记录的条数和时间等信息，利用实时违章超速行为判断与统计方法来判断统计出该汽车在该时间段内的违章超速行驶次数和每次违章超速行驶行为起止时间、累积时长；\n[0109] 对于正在路线上行驶的车辆进行监控，首先可利用本发明提出的方法检查车辆在到达当前坐标点的整个行驶过程是否有偏离规定路线行驶行为，然后再检查是否存在过程超速违章行为，无论是否发生过程超速违章行为，均可检查是否存在实时违章超速行为(判断时结合单次超速时间长度，根据超速行驶时长判断属于正常超车行为或是违章超速行为，判断阈值δ可由企业管理人员进行预先设定)。\n[0110] 同理，本发明提出的方法也适用于对历史监控数据进行统计分析，可统计出某汽车在某一具体时间段内的：①偏离规定路线行驶行为次数和每次违章行为起止时间、时长；\n②过程超速情况；③违章超速行驶次数和每次违章超速行驶行为起止时间、累积时长。\n[0111] 结合三项违章行为判别指标可实时或者事后确定需重点监控的车辆及驾驶人员，同时可在系统数据库中调取人员信息，以备后续安全教育或处理。\n[0112] 报表生成步骤包括：\n[0113] 步骤1，将每一次判断得到的有效偏离路线行驶结果信息分别作为一条独立的记录存入偏离路线行驶记录表，单条记录信息可包括：偏离路线行驶开始时间、结束时间、偏离时长、偏离起始坐标点、偏离结束坐标点、本次偏离行为累计行驶里程等；\n[0114] 步骤2，将每一次判断得到的违章超速行驶结果信息分别作为一条独立的记录存入违章超速行驶记录表，单条记录信息可包括：违章超速行驶开始时间、结束时间、违章超速行驶时长、违章超速起始坐标点、违章超速结束坐标点、本次违章超速行为累计行驶里程等；\n[0115] 步骤3，将判断得到的过程超速行驶结果信息分别作为一条独立的记录存入过程超速行驶记录表；\n[0116] 其中偏离起始和结束坐标点、违章超速起始和结束坐标点用于在系统GIS地图引擎上回放绘制偏离路线行驶或者违章超速行为的轨迹使用。\n[0117] 将以上步骤获得的记录信息，存储生成系统违章行为记录报表。系统可根据用户输入的查询条件(例如查询的车辆基本信息，查询时间区段)可以生成相关报表，供用户下载和查看使用。\n[0118] 为了使读者更加直观地了解上述方法，在车辆偏离规定路线行驶行为的判断与统计步骤中引入几个参数进行详细介绍，请参阅图2，具体步骤包括：\n[0119] 步骤(1)、根据待统计车辆的ID(如车牌号P)；设定坐标点间距离d；设定j代表第j次偏离行为，设定偏离路线行为起始时间t1、截止时间t2、偏离持续时长Δt；\n[0120] 步骤(2)、初始化程序变量：令偏离行驶记录序号i＝1；偏离行为发生次序号j＝\n0；设定当次偏离行为截止判断阈值α的值；令d＝0，t1＝0，t2＝0，Δt＝0；\n[0121] 步骤(3)、查找偏离行驶路线记录表，得出n条偏离行驶记录(n>1)。\n[0122] 步骤(4)、取第i条和第i+1条偏离行驶记录，也即是从行驶记录表中取出对比条行驶记录；提取各自坐标点信息，利用球面距离计算公式计算出两点间球面距离d；\n[0123] 步骤(5)、判断d>α，如是，则执行步骤(6)，否则执行步骤(9)；\n[0124] 步骤(6)、令偏离路线行为截止时间t2等于第i条记录的时间，判定本次偏离路线行为结束，偏离行驶记录序号i和偏离行为发生次序号j自增1。同步发送本次偏离路线行驶行为的详细信息记录并存入偏离行为统计数据库，记录包括：发生偏离路线行驶行为的车辆牌照号、属于本次统计时间区段内的第几次偏离行为，本次偏离路线行驶行为的起止时间和持续时长等信息。\n[0125] 设定偏离路线行为起始时间t1、截止时间t2、偏离持续时长Δt全部清零，然后执行步骤(7)；\n[0126] 步骤(7)、判断i1)。\n[0134] 步骤(4)、取第i条和第i+1条超速行驶记录，也即是从行驶记录表中取出对比条行驶记录；提取各自坐标点信息，利用球面距离计算公式计算出两点间球面距离d；\n[0135] 步骤(5)、判断d>α，如是，则执行步骤(6)，否则执行步骤(9)；\n[0136] 步骤(6)、令本次超速行为截止时间t2等于第i条记录的时间，超速行驶记录序号i自增1；此时需要判断本次超速持续时长Δt是否大于违章超速行为界定时长δ，如是则判定本次超速行为结束且属于违章超速行为；同步发送本次违章超速行为的详细信息记录并存入违章超速行为统计数据库，记录包括：发生违章超速行为的车辆牌照号、属于本次统计时间区段内的第几次违章超速行为，本次违章超速行为的起止时间和持续时长等信息。\n[0137] 设定超速行驶行为起始时间t1、截止时间t2、偏离持续时长Δt全部清零，然后执行步骤(7)；\n[0138] 步骤(7)、判断i